JPH04372816A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は周期性データの最大値及
び最小値等を計測するための自動計測データ処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のデータ処理は、■零点の
ドリフトがないものとし、初期のＯＶ電圧等を零点とし
て、サンプリング周期を設定し、サンプリングしたピー
ク値等をその測定値として読取りデータ処理するか、も
しくは、■外部から零点補正信号及び読取りパルス信号
を入力し、ピーク値等を読取り、データ処理するか、又
は、■記録紙上の波形を人力により読取り、データ処理
する等の方式をとっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のデータ処理にお
いて、■は零点のドリフトがないことが前提となってお
り、零点がドリフトした場合には、見かけの零点と実際
の零点が異なり測定誤差が生じる。また、データ中に外
来雑音（ノイズ）等が混入した場合、その値をデータと
して読取るため、測定値の信頼性が低下する。■は外部
パルスにより処理するため、読取りデータの位相が変動
した場合、データ波形を常時監視し、補正を行っていく
必要がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決すべく、データの最大値及び最小値等の位置を自動
予測し、データを取り込み、且つ各データの位相差を求
めておき、雑音（ノイズ）等による最大値及び最小値の
位置予測ミスを防ぐようにする。位相差は、当初のセン
サーの取付位置のずれであり測定期間中に位相差がずれ
ることはない。又計測基準点（零点）のドリフトに対し
て、常に零点補正を行い正確な計測値を得る。取り込ま
れたデータは、デジタル化を行い、マイクロコンピュー
タと組み合わせて、データ解析の自動化、迅速化を目的
とする。 １．本発明によれば、計測データの１つを選び図２に示
す様にそのデータの周期時間を求め一定数のパルスで等
分割したクロックパルスを作成する。

【０００５】このクロックパルスより最大値及び最小値
等の近傍を抜き取るゲート信号を作成する。ゲート信号
は目標位置±数％の巾で取り出す。この巾はマイクロコ
ンピュータのプログラムで任意に決定する。 ２．前記ゲート信号により計測データの最大値及び最小
値等の近傍を抜き取り、このゲート信号の巾の中にある
最大値及び最小値をピークホールド回路により保持し、
最大値及び最小値等を求める。計測データ間の位相差は
マイクロコンピュータにて計算されており、各ゲート信
号は、各データの位相差に合わせて、データ抜き取り位
置を決定する。 ３．各データは、基準レベル（零点）のドリフトに対し
て、常に零点補正を行うために、データを平均化回路で
平均化し平均値を作る。次にデータから平均値を引き算
することによりデータの絶対レベルを求める。 ４．ゲート信号により抜き取られたデータは、ピークホ
ールド回路、アナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄコン
バータ）によりデジタルデータに変換される。 ５．デジタルデータに変換された目的のデータは、マイ
クロコンピュータに取り込みデータ解析のための演算処
理が行われる。

【０００６】

【作用】本発明は、構造物に多数点の測定箇所を設け、
各測定より発生するデータ（信号）より、その構造物に
関する計測資料を得るに、その計測するべき測定データ
は、互いに関連し、周期的に現れ、且つ周期は変動する
データで、計測データの１つを基準データに選び周期時
間を測定する。この周期時間より次の周期時間を予測し
て最大値及び最小値の現れる位置近傍を抜き出すゲート
信号を作成する。他のデータは、基準データとの位相差
を測定しておき（この位相差は、周期が変動しても変化
しない）ゲート信号を位相差に基づいて作成する。この
ゲート信号内の最大値及び最小値を求める回路により目
的の最大値及び最小値のデータを得る。ゲート信号の巾
は、予測を正確に行えば、予測位置の±１％以下にする
ことは可能であるが、簡単な予測でも±３％以下に押さ
える事は可能である。

【０００７】この予測したゲート信号を作成するのに、
周期時間を常に一定数のパルスで等分割したクロックパ
ルスを発生させる回路を作り予測値の前後数％の巾で、
データを抜き取る時刻情報として用いる。等分割するク
ロックパルスの数は、多い程（分割が細かいほど）良い
のは言うまでもないが、数百分の１に分割すれば、十分
である。

【０００８】又計測基準点（零点）のドリフトに対して
、常に零点の補正を行う回路を設け、正確な計測値を得
ている。 １．本発明によれば、１つの計測データの周期時間を求
め、この周期時間から次に現れる計測データの最大値及
び最小値等の位置を予測する。又、周期時間内を常に一
定数のパルスで等分割するクロックパルスを作成し、予
測した最大値及び最小値の前後を数％の巾で抜き取るゲ
ート信号を作成する。さらに、他の計測データとの位相
差を求めておくことにより、これら他の関連した計測デ
ータの最大値及び最小値等は位相差を考慮して予測され
る。このように計測位置が予測され、且つ計測値の近傍
をゲート信号で抜き取り最大値及び最小値等を求めてい
るので、最大値及び最小値等の検出が正確になる。特に
計測データにパルス性の外来雑音（ノイズ）が混入して
も、外来雑音を間違えて、最大値又は最小値とするミス
が無くなる。 ２．計測データはデジタル化されるので、以降のデータ
解析にコンピュータ処理をすることが出来、データ処理
が迅速に行われる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の具体的な実施例を示す。図３
は車両の車輪を示す。Ｘは輪重を検出するためのセンサ
であり、Ｙは横圧を検出するセンサであり、Ｚは車軸曲
げ応力を検出するセンサである。各センサは適正な接続
がなされて（例えば、ブリッジ回路に組みスリップリン
グを介して）増巾器に接続される。図４に示す如く増巾
器で増巾された計測信号は、波形記憶装置（テープレコ
ーダー）及び本データ処理装置に接続される。

【００１０】以下に本データ処理装置の内部について詳
述する。図１に示す如く信号は、平均化回路と引き算回
路により、データの零点（ドリフト）が補正され、且つ
有効な値に増巾される。次に最大、最小値検出回路によ
り、ゲート発生回路で決められた巾の間の最大値及び最
小値が検出され、且つ保持（ホールド）される。最大値
及び最小値を検出するためのゲート信号は以下の様にな
る。

【００１１】即ち、図２（計測データよりゲート信号の
作成）により説明すると、発振器にて、最初の原クロッ
クパルス（ｆ０）　を発振する。このｆ０にて、第１の
計数器（カウンタ）を計数する。計数値は出来るだけ大
きい方が望ましいが、本実施例では、全て２５６進の計
数器を用いている。この第１の計数器の桁上がりパルス
ｆ１（本実施例では２５６個毎に１回）で第２の計数器
を計数する。第２の計数器で計数される値は、測定デー
タ（Ａ）のゼログロス点を検出して１周期の間隔を計数
区間とする、周期信号（Ｂ）の区間が計数される。第２
の計数器で計数された値Ｄ１は、第３の計数器に初期値
として、置数（プリセット）される。測定データは、Ｂ
１の区間からＢ２の区間に移行しているが、第３の計数
器は、原クロックパルスｆ０により計数されるが、初期
値より桁上げまでの間隔を繰り返しの周期とする桁上げ
パルスｆ３を発生させる。この桁上げパルスｆ３により
第４の計数器を計数する。この第４の計数器の計数値ｆ
４は、丁度、測定データの周期期間を計数値（本実施例
では２５６進）で等分割した値となる。この場合測定区
間Ｂ１の区間とＢ２の区間では車両の運転速度の変化に
より、当然変動があるが、急激な変化は、通常車輪１回
転内では生じないので区間Ｂ１とＢ２では、大きな差異
は認められず、等分割された信号として取り扱うことが
出来る。以上は計数器を用いた例であるが、マイクロコ
ンピュータを用いても同じ回路が作成出来ることは明白
である。

【００１２】計測すべき最大値及び最小値の位置の予測
は、車両が発車して、最初の数十秒間に、１周期間のど
の辺の位置に現れるか調べておき、第４の計数器の計数
値のどの計数値に相当するか調べておく。この値をあら
かじめマイクロコンピュータに記憶しておき、第１図の
周期巾等分割パルス発生回路とマイクロコンピュータに
記憶しておいた数値の±数％の巾になる様に決められた
数値（マイクロコンピュータのプログラムによる）との
一致を取ることによりゲート信号を作成する。このゲー
ト信号の区間で最大値及び最小値が検出され、且つ保持
される。この最大値及び最小値はゲ−ト信号の終わりと
同期にＡ／Ｄ変換器（アナログ−デジタルコンバータ）
に取り込まれデジタル量に変換される。本実施例では、
車軸曲げ応力信号を基準信号として選び他の輪重信号及
び横圧信号は、この車軸曲げ応力信号との位相差を検出
しておき、この位相差に基づいて輪重及び横圧信号のゲ
ート位置を決定している。これは車軸曲げ応力信号が比
較的安定した信号であるのに対して、輪重及び横圧の信
号が外来雑音の影響を受けやすく、正確な位置の検出に
は、車軸曲げ応力信号との位相差に基づいて、決定した
方が、より正確であることによる。位相差は、以下の様
にして検出する。すなわち車両が発進して最初の数十秒
間に、各信号の最大値及び最小値の位置を検出し、且つ
位相差を求め、マイクロコンピュータに記憶する。この
位相差は、センサの取付け位置の誤差であるので、車両
の速度が変化しても、速度変化量と位相差の変化量は比
例するので、マイクロコンピュータにて演算することが
出来、位相差を考慮に入れたゲート信号を作成すること
ができる。デジタルデータに変換された目的のデータは
、マイクロコンピュータによりデータが解析される。 本実施例では３種の信号線での例を示したが、信号線の
数が限定されるものでないことは、明白である。

【００１３】また、センサが計測の途中で、何らかの原
因で測定不能となる場合を考慮して、通常予備センサが
９０度ずれた位置に取付けられるが、計測の途中で、予
備センサに切り換えても、本実施例の様にマイクロコン
ピュータにより常に監視することが出来るので直ちに追
従が可能である。

【００１４】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、構造物に多
数点の測定箇所を設け、各測定点のデータより、計測資
料を得るに、測定データより目的のデータを得るための
ゲート信号を作成し、最大値及び最小値を得るようにし
ているので、 イ．測定データの最大値及び最小値の検出が容易、且つ
正確である。 ロ．外来雑音（特に衝撃性雑音）の影響をほとんど受け
ずにすむ。 ハ．速度変化等の要因で周期時間が変化しても、常に周
期時間に追従しているので、最大値、最小値の検出を誤
ることはない。 ニ．データの零点補正が常になされているので、計測値
の絶対値は正確に計測出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ処理装置の一実施例を示す構成
図である。

【図２】計測データより、周期間隔の等分割信号を作成
し、ゲート信号を得る説明図

【図３】車輪にセンサの取付を示す図である。

【図４】本実施例の全体構成図を示す。

【図５】センサーより得られる荷重データの波形の例で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　計測を行おうとするデータが、周期的
   に変化し、且つその周期性は変動する信号となるデータ
   を計測するためのデータ処理装置において、その周期性
   データの最大値、最小値及び任意の値における位置の決
   定を、計測の目的とするデータの一つ前のデータの周期
   時間より、前記計測の目的とするデータの周期時間を予
   測して行う回路と、予測したデータに基づき、最大値、
   最小値及び任意の値の近傍のデータを抜き取るゲート信
   号を作成する回路と、前記ゲート信号内にあるデータの
   最大値、最小値及び任意の値を求める回路と、を具備す
   ることを特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】　　計測の目的とするデータが、互いに関
   連して多数点ある場合には、多数点ある信号の一つを基
   準信号として選び、基準信号と他の信号との位相差を算
   出する回路と、基準信号以外の信号の最大値、最小値及
   び任意の値における位置を、基準信号との位相差より予
   測してゲート信号を作成することで、求める回路と、を
   具備することを特徴とするデータ処理装置。
3. 【請求項３】　　計測の目的とするデータの計測基準点
   がドリフトする場合には、常に零点補正を行う回路を具
   備することを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   データ処理装置。
4. 【請求項４】　　請求項１または請求項２記載のデータ
   処理装置において、ゲート信号を作成するために、周期
   時間を常に一定数のパルスで等分割したクロックパルス
   を作成する回路を具備することを特徴とするデータ処理
   装置。